Risaf Nazaruddin, 2015 RANCANG BANGUN SISTEM TELEMETRI PENGATUR KECEPATAN PUTAR MOTOR DCDENGAN
METODE DC CHOPPER MENGGUNAKAN GUI GRAPHICAL USER INTERFACE Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
5
2.3. Metal Oxide Semiconductor FET MOSFET
Menurut Pamungkas 2012, MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor merupakan jenis transistor, tidak seperti transistor biasa yang
akan menghantar bila diberi arus basis, transistor jenis ini akan menghantar bila diberikan tegangan pada gate. Kaki-kakinya diberi nama gate G, drain D dan
source S. Gate terisolasi oleh suatu bahan oksida, gate sendiri terbuat dari bahan metal seperti aluminium, oleh karena itu transistor ini dinamakan metal oxide.
MOSFET bertindak sebagai suatu switching menghubungkan sumber dan saluran, tapi pada kenyataannya MOSFET bukan switching yang sekedar terbuka
impedansi tanpa batas atau menutup nol impedansi, namun jika kondisi on maka impedansi di sekitar ratusan atau beribu-ribu ohm jika kondisi off maka
impedansi mempunyai nilai-nilai berjuta-juta ohm Mega ohm.
2.3.1 Jenis- Jenis MOS
MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor adalah suatu transistor dari bahan semikonduktor silikon dengan tingkat
konsentrasi ketidakmurnian tertentu. Tingkat dari ketidakmurnian ini akan menentukan jenis transistor tersebut, yaitu transistor MOSFET tipe-N
NMOS dan transistor MOSFET tipe-P PMOS. Bahan silicon ini yang akan digunakan sebagai landasan substrat penguras drain, sumber source, dan
gerbang gate. Selanjutnya transistor ini dibuat sedemikian rupa agar antara substrat dan gerbangnya dibatasi oleh oksida silicon yang sangat tipis. Oksida
ini diendapkandi atas sisi kiri kanal, sehingga transistor MOSFET akan mempunyai kelebihan dibanding dengan transistor BJT Bipolar Junction
Transistor, yaitu menghasilkan disipasi daya yang rendah. Bila dilihat dari cara kerjanya, transistor MOS dapat dibagi menjadi
dua, yaitu: 1
Transistor Mode Pengosongan Transistor Mode Depletion Pada transistor mode depletion, antara drain dan source terdapat saluran
yang menghubungkan dua terminal tersebut, dimana saluran tersebut mempunyai fungsi sebgai saluran tempat mengalirnya elektron bebas. Lebar
dari saluran itu sendiri dapat dikendalikan oleh tegangan gerbang. Transistor MOSFET mode pengosongan terdiri dari tipe-N dan tipe-P, simbol transistor
ditunjukkan dalam Gambar 2.16.
Risaf Nazaruddin, 2015 RANCANG BANGUN SISTEM TELEMETRI PENGATUR KECEPATAN PUTAR MOTOR DCDENGAN
METODE DC CHOPPER MENGGUNAKAN GUI GRAPHICAL USER INTERFACE Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
5
Gambar 2.16 Simbol Transistor MOSFET Mode Depletion a. N-Channel Depletion b. P-Channel Depletion
Sumber: www.yeni.blogspot.com. 2 Transistor Mode peningkatan Transistor Mode Enhancement
Transistor mode enhancement ini pada fisiknya tidak memiliki saluran antara drain dan sourcenya karena lapisan bulk meluas dengan lapisan SiO
2
pada terminal gate. Transistor MOSFET mode peningkatan terdiri dari tipe-N dan tipe-P, simbol transistor ditunjukkan dalam Gambar 2.17.
Gambar 2.17 Simbol Transistor MOSFET Mode Enhancement a. N-Channel Enhancement b. P-Channel Enhancement
Sumber: www.yeni.blogspot.com. Dilihat dari jenis saluran yang digunakan, transistor MOSFET dapat
dikelompokan menjadi tiga, antara lain: 1 NMOS
Transistor NMOS terbuat dari substrat dasar tipe p dengan daerah source dan drain didifusikan tipe n
+
dan daerah kanal terbentuk pada permukaan tipe
Risaf Nazaruddin, 2015 RANCANG BANGUN SISTEM TELEMETRI PENGATUR KECEPATAN PUTAR MOTOR DCDENGAN
METODE DC CHOPPER MENGGUNAKAN GUI GRAPHICAL USER INTERFACE Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
5
n. NMOS yang umumnya banyak digunakan adalah NMOS jenis enhancement, dimana pada jenis ini source NMOS sebagian besar akan
dihubungkan dengan –Vss mengingat struktur dari MOS itu sendiri hampir
tidak memungkinkan untuk dihubungkan dengan +Vdd. Dalam aplikasi gerbang NMOS dapat dikombinasikan dengan resistor, PMOS, atau dengan
NMOS lainnya sesuai dengan karakteristik gerbang yang akan dibuat. Sebagai contoh sebuah NMOS dan resistor digabungkan menjadi sebuah
gerbang NOT. Negatif MOS adalah MOSFET yang mengalirkan arus penguras sumber menggunakan saluran dari bahan elektron, sehinga arus
yang mengalir jika tegangan gerbang lebih positif dari substrat dan nilai mutlaknya lebih besar dari V
T
Voltage Treshold. Skematik MOSFET tipe-n ditunjukkan dalam gambar 2.18.
Gambar 2.18 Skematik MOSFET tipe-N Sumber: www.yeni.blogspot.com.
2 PMOS Transistor PMOS terbuat dari substrat dasar tipe-n dengan daerah source
dan drain didifusikan tipe p
+
dan deerah kanal terbentuk pada permukaan tipe p. Positif MOS adalah MOSFET yang mengalirkan arus penguras sumber
melalui saluran positif berupa hole, dimana arus akan mengalir jika tegangan gerbang lebih negative terhadap substrat dan nilai mutlaknya lebih besar dari
V
T
. PMOS yang umumnya banyak digunakan adalah PMOS jenis enhancement, dimana pada jenis ini source PMOS sebagian besar akan
dihubungkan dengan +Vdd mengingat struktur dari MOS itu sendiri hampir
Risaf Nazaruddin, 2015 RANCANG BANGUN SISTEM TELEMETRI PENGATUR KECEPATAN PUTAR MOTOR DCDENGAN
METODE DC CHOPPER MENGGUNAKAN GUI GRAPHICAL USER INTERFACE Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
5
tidak memungkinkan untuk dihubungkan dengan -Vss. Dalam aplikasi gerbang PMOS dapat dikombinasikan dengan resistor, NMOS, atau dengan
PMOS lainnya sesuai dengan karakteristik gerbang yang akan dibuat. Sebagai contoh sebuah PMOS dan resistor digabungkan menjadi sebuah gerbang
NOT. 3 CMOS Complementary MOS
MOSFET tipe complementary ini mengalirkan arus penguras sumber melalui saluran tipe-n dan tipe-p secara bergantian sesuai dengan tegangan
yang dimasukkan pada gerbangnya gate.
2.3.2 Karaktristik dan Operasi MOSFET